子,在碰到其他铀原子核引发链式反应之前,就被这些控制棒彻底吸收。系统的有效增殖因数远小于一,反应堆处于绝对安全的次临界状态。
“解锁控制棒驱动机构电磁离合器。”赵学森下令。
“电磁铁通电,锁扣咬合。”副操作员确认。
“开始第一阶段提棒序列。微动步进电机启动。第一组补偿棒,上提十毫米。”
伴随着主控台下方继电器的轻微吸合声。
安装在反应堆压力容器顶盖外部的磁阻式步进电机,接收到脉冲电流,开始以极低的转速转动。通过精密的机械丝杠,几根位于堆芯外围的控制棒,被缓慢地向上了十毫米。
这十毫米的位移,在宏观世界微不足道,但在微观的核子世界里,立刻打破了原有的概率平衡。
失去了一部分控制棒的遮挡,铀燃料棒自发裂变产生的高能快中子,获得了更多的生存空间。
这些快中子以每秒两万公里的速度冲出燃料棒,穿透锆合金包壳,进入周围的一回路高压冷却水中。
水分子中的氢原子核,其质量与中子几乎相等。
在弹性碰撞定律中,质量相等的两个物体碰撞,动能传递效率最高。
高速运动的快中子在与水分子发生连续多次的弹性碰撞后,动能大幅度衰减。它们的速度降低到了每秒两公里左右,变成了与周围环境分子热运动处于热平衡状态的热中子。
而正是这些速度变慢的热中子,最容易被铀-235原子核捕获。
当一个铀-235原子核捕获一个热中子后,它会变成极不稳定的铀-236,随后在微秒内分裂成两个较轻的原子核,并释放出两个到三个新的快中子,以及庞大的结合能。
在主控面板上。
连接着反应堆外部高灵敏度三氟化硼中子比例计数管的仪表,指针开始发生微弱但明确的跳动。
“中子通量计数率开始上升。每秒一百个计数。”副操作员紧盯着仪表,声音因为紧张而显得干涩。
“K值达到零点九五。反应堆进入次临界倍增区域。”
此时,裂变产生的新中子数量依然少于被吸收和逃逸的中子数量。如果不继续提棒,中子通量会在上升到一个固定值后保持稳定。
反应堆内部的温度没有任何变化。
“第二阶段提棒。第二组调节棒,微步抽拔,每次三毫米。”赵学森的手指捏住旋钮,进行着毫米级的机械微调。
如果控制棒抽出的速度过快,引入的正反应性过大,中子通量会呈指数级暴增,导致反应堆瞬间进入“瞬发超临界”状态。巨大的热量会在几秒钟内融化锆合金包壳,引发毁灭性的堆芯熔毁。
这是一个游走在可控与失控边缘的流体力学与核物理平衡测试。
随着控制棒被三毫米、三毫米地向上抽拔。
中子仪表上的指针跳动频率越来越快。走纸记录仪上的曲线呈现出明显的上升趋势。
堆芯内部的核裂变反应开始呈现出几何级数的增长。
一个铀原子核裂变释放出两个中子,这两个中子在水中减速后,准确地撞击在另外两个铀原子核上,引发新的裂变,释放出四个中子……
“中子通量呈对数级攀升!计数率突破每秒一万。”
“K值达到零点九九……零点九九五……”
副操作员的额头上渗出了汗水。
“停止提棒!锁定所有驱动机构!”赵学森果断松开了旋钮,按下锁定按钮。
电磁离合器死死地咬住了丝杠。控制棒在半空中绝对静止。
此时的反应堆内部,达到了一种极其微妙的动态平衡。
裂变产生的中子数量,刚好等于被控制棒、硼酸、结构材料吸收的中子数量,加上逃逸出反应堆的中子数量。
“中子通量上升曲线变平。功率输出稳定。”
“K值等于一点零零零。”
赵学森长长地吐出一口气,看着主控台上亮起的绿色“临界”指示灯。
“报告艇长。反应堆达到临界状态。点火成功。微功率热力学输出开始。”
在这个瞬间,这艘五千吨级的钢铁巨兽,在不需要消耗一丝一毫外界氧气的情况下,在它的腹部点燃了一颗微缩的、受控的恒星。
庞大的核裂变热能从几百度高温的燃料棒陶瓷芯块中传导出来,穿透锆合金包壳。
流经堆芯的一百五十个大气压的冷却水,贪婪地吸收着这些热量。
在控制台的温度仪盘上,一回路冷却水入口和出口的温差开始显现,水温的绝对读数以肉眼可见的速度直线上升。
一百度……两百度……二百八十度。
这些携带着恐怖内能的高温高压液态水,在屏蔽主泵的强力驱动下,以每小时数千吨的流量,涌入巨大的蒸汽发生器。
在蒸汽发生器内部。数千根倒U型的传热合金管将一回路的高温水包裹在内。